| License: Creative Commons Attribution 4.0 (2MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-433385
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.43338
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 18 June 2020 |
| Referee: | Prof. Dr. Horst Helbig and Prof. Dr. Daniel Wolff |
| Date of exam: | 4 June 2020 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Augenheilkunde |
| Keywords: | GvHD, Graft-versus-Host-Disease, Graft-versus-Host Erkrankung, Biomarker, Multiplex Assay, Komplementsystem |
| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 43338 |
Abstract (German)
Hintergrund: Die allogene, hämatopoetische Stammzelltransplantation stellt eine Therapieoption für viele hämatologische Erkrankungen dar. Sie kann jedoch zur Entwicklung einer GvHD führen. Die okuläre GvHD, die meist als chronische GvHD auftritt, ist eine sehr häufig auftretende Komplikation nach einer allogenen Stammzelltransplantation. Klinisch führt sie im Wesentlichen zu einer sehr schweren ...
Abstract (German)
Hintergrund:
Die allogene, hämatopoetische Stammzelltransplantation stellt eine Therapieoption für viele hämatologische Erkrankungen dar. Sie kann jedoch zur Entwicklung einer GvHD führen. Die okuläre GvHD, die meist als chronische GvHD auftritt, ist eine sehr häufig auftretende Komplikation nach einer allogenen Stammzelltransplantation. Klinisch führt sie im Wesentlichen zu einer sehr schweren Form der Keratokonjunktivitis sicca und bedeutet für die betroffenen Patienten oft eine erhebliche Einschränkung der Lebensqualität. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, frühe Veränderungen auf klinischer und laborchemischer Ebene nach einer allogener Stammzelltransplantation zu detektieren, um langfristig eine frühzeitigere Diagnosestellung und Therapieeinleitung bei Patienten mit einer drohenden bzw. manifesten okulären GvHD zu ermöglichen. Hierzu wurden die Augen von Patienten vor und nach allogener Stammzelltransplantation klinisch untersucht sowie deren Tränenfilm laborchemisch analysiert.
Material und Methoden:
Insgesamt wurden 22 Patienten vor und nach allogener Stammzelltransplantation augenärztlich untersucht. Hierbei wurden die Tensio-, Schirmer I-, Schirmer II-, TBUT- und OSDI- Werte, sowie Pathologien von Augenlidern, Bindehaut, Hornhaut und Linse erfasst. Aus den jeweiligen Schirmer I-Streifen wurden Tränenfilmproteine isoliert (Green-Church et al. 2008) und die darin enthaltene Menge an IFN-y, IL-6, IL-8, CXCL-9, CXCL-10, CXCL-11, C3a, C5a und EGFR gemessen. Außerdem wurde ein neuer Multiplex-Assay entwickelt, welcher die Komplementfaktoren C3a, C5a und Properdin umfasst und in zukünftigen Analysen eingesetzt werden kann.
Ergebnisse:
Zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung nach allogener Stammzelltransplantation (Median 132 Tagen) wurde bei zwei Patienten (9 %) bereits eine okuläre GvHD diagnostiziert. Die Betrachtung der klinischen Untersuchungsergebnisse zeigt einen statistisch signifikanten Rückgang der Schirmer I-Laufweite (p = 0,0269) bei der Folgeuntersuchung im Vergleich zur Erstuntersuchung vor allogener Stammzelltransplantation. Außerdem kam es zu einer signifikanten Zunahme der subjektiven Beschwerden im OSDI Score (p = 0,0408) sowie einem signifikant vermehrten Auftreten von Pathologien der Augenlider im Sinne einer Blepharitis (p = 0,0012) sowie von LIPCOFs (p = 0,0013).
Die kritische Reevaluation der verwendeten Proteinisolationsmethode zeigte Wiederfindungsraten von unter 5 % nach Anwendung auf einem mit einer Standardlösung behandelten Schirmer-Streifen (Green-Church et al. 2008). Dies verhindert eine reliable Interpretation der gemessenen Werte, auch wenn diese Tendenzen einer Zunahme der gemessenen Proteine zwischen Erstuntersuchung und Folgeuntersuchung zeigen (Abbildung 7A).
Mit der Etablierung des C3a, C5a und Properdin Multiplex-Assays wurde ein neues Messinstrument für die Zukunft entwickelt. Er besitzt eine niedrigere Nachweisgrenze als herkömmliche ELISAs (C3a 0,11 ng/ml, C5a 0,04 ng/ml, Properdin 0,32 ng/ml), eine geringe Interassayvarianz (C3a 5,0 %, C5a 12,1 %, Properdin 21,5 %) sowie eine geringe Intraassayvarianz (C3a 9,0 %, C5a 2,8 %, Properdin 5,8 %).
Fazit und Ausblick:
Schon zu einem relativ frühen Zeitpunkt nach einer allogenen Stammzelltransplantation lassen sich klinisch messbare Veränderungen der okulären Strukturen und Funktionen detektieren, auch unabhängig von der Diagnose einer okulären GvHD. Die Tränenfilmanalyse zur Detektion von Biomarkern gestaltet sich durch geringe Probenvolumina und bisher niedrige Reproduzierbarkeiten zum jetzigen Zeitpunkt als noch unzureichend.
Um zu evaluieren, in welchem Zeitraum, bei welchen Patienten und in welchem Ausmaß es zu einem Auftreten einer manifesten okulären GvHD kommt, ist ein noch längerer Nachbeobachtungszeitraum notwendig. In der Zukunft sollte die in der vorliegenden Arbeit angewandte Proteinisolationsmethode aus Tränenfilmen weiter optimiert werden, durch Weiterentwicklung des Isolationsprotokolls selbst und ggf. durch Umstellung der Gewinnung des Tränenfilms durch Glaskapillaren
Translation of the abstract (English)
Background: The allogeneic stem cell transplantation is a curative therapeutic option for multiple hematologic malignancies. It can lead to the development of GvHD. Very common amongst the different kinds of GvHD is the ocular GvHD which occurs in 50 – 80 % of patients after allogeneic stem cell transplantation. A major problem is the development of keratoconjunctivitis sicca which massively ...
Translation of the abstract (English)
Background:
The allogeneic stem cell transplantation is a curative therapeutic option for multiple hematologic malignancies. It can lead to the development of GvHD. Very common amongst the different kinds of GvHD is the ocular GvHD which occurs in 50 – 80 % of patients after allogeneic stem cell transplantation. A major problem is the development of keratoconjunctivitis sicca which massively reduces the patients‘ life quality. We aimed to identify early clinical manifestations and biomarker changes of ocular GvHD in patients after allogeneic stem cell transplantation to allow for earlier diagnosis. To this end, we analyzed samples taken from patients before and after allogeneic stem cell transplantation.
Material and methods:
We examined twenty two patients before and after allogeneic stem cell transplantation. In particular, we analyzed tensio, Schirmer I, Schirmer II, TBUT, OSDI-Score and macroscopic ocular pathologies. Furthermore, we extracted protein from Schirmer I strips (Green-Church et al. 2008) and measured the biomarkers IFN-y, IL-6, IL-8, CXCL-9, CXCL-10, CXCL-11, C3a, C5a and EGFR. Additionally, we established a new multiplex assay containing C3a, C5a and Properdin.
Results:
Two patients were diagnosed with ocular GvHD at the time of follow up examination (median 132 days). Schirmer I-Score was significantly reduced between initial examination and follow up examination (p = 0,0269). Additionally the OSDI-Score was significantly elevated (p = 0,0408). The occurrence of Blepharitis (p = 0,0012) and LIPCOFs (p = 0,0013) was significantly elevated.
A critical reevaluation of the protein extraction method showed a recovery rate of 5% and below which restricts the reliabel interpretation oft the measured concentrations.
We established a new multiplex assay containing C3a, C5a and EGFR for future measurements. The limit of detection was below the one of common ELISAs (C3a 0,11 ng/ml, C5a 0,04 ng/ml, Properdin 0,32 ng/ml). Furthermore, the assay showed low inter-assay variation (C3a 5,0 %, C5a 12,1 %, Properdin 21,5 %) and intra-assay variation (C3a 9,0 %, C5a 2,8 %, Properdin 5,8 %).
Conclusion:
Clinically measurable pathologies are present early after allogeneic stem cell transplantation independently of the occurance of ocular GvHD. Furthermore, the detection of biomarkers in tear film proves insufficient as the recovery rate of the used method was too low.
To gain more information about the time of ocular GvHD occurance a longer investigation period after allogeneic stem cell transplantation is needed. In the future, the used protein extraction method has to be optimized or the tear film should be collected via glass capillaries.
Metadata last modified: 25 Nov 2020 16:28
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